Ajuda no dimensionamento do diâmetro das guias dos eixos X e Y

[Apalareti]

Salve Galera,

Estou iniciando meu projeto de construção de um router CNC para usinagem de compensado, mdf, pvc, acrílico e resinas.
Estou usando como base o projeto do Rodrigo Conrado, que prevê uma CNC com área útil de 500mm x 340mm (guias de 700mm e 500mm), e as guias são de 16mm com pilow block fechado.
Para minha necessidade, vou aumentar as guias para 1000mm, e 700mm (área útil prevista de 600mm x 800mm), porém pretendo fazer algumas alterações que devem minimizar os esforços:

1 - motores nema 23 de 15kg (peso 1kg) do eixo y deverão ser transferidos para a mesa, diminuindo assim o peso sobre as guias.
2 - guias de 700mm (a menor entre os eixos x e y) ficará na base para diminuir o risco de empenamento.
3 - guias de 1000mm irão para o eixo X, onde receberão apenas o peso do eixo Z com tupia 530 w makita.

A ideia é um router CNC no formato "paisagem"

Minha dúvida é com relação aos guias de 1000mm que irão suportar o eixo Z e a tupia. Será que o diâmetro de 16mm suportarão?

Pesquisei a respeito aqui neste fórum e no google e não cheguei a uma conclusão.

A foto em anexo mostra o projeto do Rodrigo Conrrado que está servindo de base.

Vou usar Tupia de 530w makita, Arduino, CNC shield, DRV8825, neoyama nema 23 15kg, fonte de 24v 10A, correias GT2, fuso trapezoidade TR8 passo 8, acoplamento flexível, guias retificadas 16mm, pilow block, e suportes.

Tenho apenas mdf e compensado, o resto preciso comprar tudo.

Ia comprar todo o material hoje, mas bateu uma insegurança quanto ao diâmetro das guias, e resolvi esperar a opinião de vocês antes de gastar.

Obrigado


 

[cassioed]

Provavelmente irá ter empenamento... O ideal seria ter uma estrutura rígida com as guias/eixos fixos em toda a extensão e pilow block aberto, ou guias lineares + patins.
Minha opinião.

[Carlos Presch]

Segue minha opinião , creio que bem fechado e alinhado não terá problemas , essa tupia bem leve . Minha maquina usa guias no eixo z e ta com uma tupia 2 cv . Em relação a eletrônica arduino ta longe de ser industrial , por mais que tenha suas qualidades inegáveis . Poderá ter problemas que vão te dar prejuízo a longo prazo .

[Apalareti]

Provavelmente irá ter empenamento... O ideal seria ter uma estrutura rígida com as guias/eixos fixos em toda a extensão e pilow block aberto, ou guias lineares + patins.
Minha opinião.

As guias lineares com patins, pelo que vi ainda estão fora do meu alcance, mas vou descartar o uso das de 16mm sem apoio.
Ainda fiquei com uma dúvida. Seria melhor guia de 16mm com suporte e pilow block aberto, ou ir para guias de 20mm e pilow block fechado?
Obrigado pela dica Cassio.

[Apalareti]

Segue minha opinião , creio que bem fechado e alinhado não terá problemas , essa tupia bem leve . Minha maquina usa guias no eixo z e ta com uma tupia 2 cv . Em relação a eletrônica arduino ta longe de ser industrial , por mais que tenha suas qualidades inegáveis . Poderá ter problemas que vão te dar prejuízo a longo prazo .

Carlos, acredito que há uma chance de não ter problemas, porém como tive duas opiniões divergentes, e o investimento em guia é alto, não pretendo ter surpresas no futuro tendo que trocar guias. Vou iniciar a cotação de guias com apoio e pilow block de 16mm, e também as de 20mm sem apoio.
Quanto a eletrônica, essa parte é bem barata, o que me permite testar o equipamento em um processo produtivo e descobrir problemas e soluções. Penso que a troca da eletrônica não comprometerá o investimento da parte mecânica, pois parece que os motores neoyama nema 23 de 15kg devem atender com relativa folga. Correto?

Obrigado pelas dicas. Abraço.

[Apalareti]

Pessoal, vou fazer algumas alterações de materiais antes de iniciar o projeto.

Vou optar por guias com apoio e pilow block aberto. Provavelmente de 20mm, pois vi que o valor não é muito diferente. Só estou agora preocupado com a procedência dessas guias, e estou descartando fornecedores que não informam o tipo do aço, e a dureza do tratamento.

A estrutura vou começar a projetar no skecthup, e a princípio vou usar metalon de 40x20 mm com parede de 2mm. Vou aproveitar que tenho ferramentas para solda e corte de aço.

Assim que tiver ao menos o esboço do projeto posto aqui para ouvir a opinião de vocês.

[Apalareti]

Salve galera,

Estou iniciando no skecthup, então não reparem as navalhadas. Esse é um esboço, ainda preciso pensar nas junções, funcionamentos, soldas, parafusos, correia, etc...
Por enquanto a estrutura está sendo pensada em metalon 50 x 30 x 2mm, e chapa de aço de 5mm. Boa parte será soldada.
No centro será um alçapão para usinar peças menores, porém com altura elevada. O que acham dos travamentos?

Gostaria muito do comentário de vocês, sugestões e críticas serão muito bem vindas.

PS. Por enquanto as guias são de 1000x20mm com apoio, nema 23 de 15kg, fuso trapezoidal TR8  com porca em latão, correia gt2.

[cientista13]

o segundo projeto está melhor que o primeiro.

Embora já tenha dito que não tem dinheiro para guias lineares e patins, eu recomendo esperar um pouco e guardar mais uns trocos pois guia + patim é muito melhor. Guia linear e patim de 15mm é mais do que suficiente para teu projeto.

[Apalareti]

o segundo projeto está melhor que o primeiro.

Embora já tenha dito que não tem dinheiro para guias lineares e patins, eu recomendo esperar um pouco e guardar mais uns trocos pois guia + patim é muito melhor. Guia linear e patim de 15mm é mais do que suficiente para teu projeto.

Bom saber, me motiva a continuar desenvolvendo. Hoje comecei a procurar e encontrar problemas, já fiz algumas mudanças, mas creio que deva seguir nesta linha.

Já aproveito para agradecer a dica do patins de 15mm, não fazia ideia desta diferença de medidas, e não tinha nem por onde começar a cotar. Sei que são mais caros, e hoje não tenho muita certeza de como equilibrar o investimento em cada parte da CNC, de forma que o conjunto esteja no mesmo nível.
Não quero investir demais em um ponto, e deixar outro descoberto.

Não seria exagero investir em patins e usar uma tupia que deve naturalmente vir com folgas?

[cientista13]

Já aproveito para agradecer a dica do patins de 15mm, não fazia ideia desta diferença de medidas, e não tinha nem por onde começar a cotar. Sei que são mais caros, e hoje não tenho muita certeza de como equilibrar o investimento em cada parte da CNC, de forma que o conjunto esteja no mesmo nível.

não sei qual é a diferença de preço, mas quando eu fiz cotação era vantagem usar guia e patim pois a diferença era pequena.
as guias de 15mm irão ser superdimensionadas para teu projeto, mas as menores custam mais. As de 15mm não são tão caras assim, vale a pena.

Não seria exagero investir em patins e usar uma tupia que deve naturalmente vir com folgas?

vamos considerar que daqui uns dias tu compre um spindle de verdade (que é o que vai acontecer num futuro próximo).....

[Apalareti]

Valeu Cientista13, vou refazer as cotações considerando patins e spindle inclusive. Na ponta do lápis é mais fácil decidir. Abraço

[Apalareti]

Boa tarde pessoal,

Fiz as seguintes alterações:

Aumentei a distância da base do eixo X, encurtando assim a distância entre as duas guias deste eixo, desta forma o motor de passo teve que sair do entre eixos, e ir para a lateral.

Abri uma passagem na lateral para a correia GT2 poder passar. Minha ideia é ter rolamentos na outra extremidade, e fixar a junção da correia no carrinho do eixo X.

Acrescentei uma barra sobre o eixo X para aumentar a rigidez e servir de apoio para a esteira de cabos.

Abaixo algumas fotos:

Pintei em azul o que é aço (metalon e chapa), creio que facilite o entendimento dos detalhes.

Agora vou trabalhar nas correias de movimentação para ver se dará certo.

PS. diminui a largura da base da tupia e do carrinho do eixo X. Está com 160mm.
Estimo perder no máximo 200 mm do eixo X, e 180mm no eixo Y.
Área útil estimada de 800 x 820 mm

[Apalareti]

Pessoal, estou comprando os materiais e estou com dúvida. Já pesquisei na busca do forum e não encontrei. No google só encontrei sobre o SAE 1045.

Qual a vantagem do Aço CF53 sobre o SAE 1045?

[cassioed]

Pra parte estrutural pode ser o mais comum...creio q seja 1020.
Mas explique melhor, para que peças você quer usar 1045?

[Apalareti]

Pra parte estrutural pode ser o mais comum...creio q seja 1020.
Mas explique melhor, para que peças você quer usar 1045?

Me desculpe. Hoje tirei a tarde para fazer as compras das peças, e estou quase doido.

Me refiro a guia linear de 20mm. Os preços variam de R$ 44 a R$ 120 o metro. Ao que parece a diferença é aço Sae 1045 e CF53.

Parece que as guias feitas com SAE 1045 são apenas retificadas h7, e os anuncios que informam CF53 tem uma dureza superficial maior.